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La zone correspond à un très vaste ensemble de terrains situés dans le secteur sud-ouest du département des Hautes-Pyrénées, principalement dans la zone centrale du Parc national des Pyrénées. Il s’agit d’un ensemble drainé par trois affluents du gave de Cauterets, d'est en ouest : le gave du Marcadau, le gave de Gaube et le gave du Lutour. Ces trois torrents entaillent la roche granitique du pluton de Cauterets-Panticosa dans laquelle ils impriment des vallées profondes orientées sud-nord. Le paysage est tout à fait caractéristique de la montagne granitique pyrénéenne avec une prédominance des zones minérales et notamment de vastes falaises et de puissants éboulis. Seule la frange nord de la zone correspond à des terrains sédimentaires du primaire.
La zone culmine au Vignemale qui correspond au sommet le plus élevé des Pyrénées françaises. Cette situation implique une large amplitude altitudinale permettant l’expression de milieux très variés correspondant à tous les étages de végétation. On rencontre notamment des milieux de très hautes altitudes et un système glaciaire actif parmi les derniers du massif.
Malgré un substrat monotone, la zone héberge des milieux très originaux en lien avec les hautes altitudes et un climat alpin froid très marqué.
Du point de vue de la faune, la zone est fréquentée par le Grand Tétras dont la vallée du Lutour, en particulier, constitue un des sites pyrénéens les plus favorables. Le Lagopède alpin est régulièrement présent ainsi que la Chouette de Tengmalm.
Le site est par ailleurs une zone d’alimentation avérée pour le Gypaète barbu ainsi que pour l’Aigle royal.
Du point de vue des amphibiens, les populations de Crapaud accoucheur sont bien représentées sur le site, et l’Euprocte des Pyrénées est observé de façon régulière sur les trois cours d’eau.
Concernant les mammifères, on observe régulièrement des indices de la présence du Desman des Pyrénées, et le site est connu pour ses belles populations d’Isard. La Barbastelle y est fréquemment observée, et le site correspond à une zone d’alimentation reconnue pour le Petit Rhinolophe.
Ce site abrite de nombreuses espèces de flore caractéristiques des zones arctiques et des climats froids, comme en témoigne la présence du Carex de Buxbaum (Carex buxbaumii), récemment découvert dans la vallée de Gaube. Parmi les espèces végétales les plus remarquables du site, l’Androsace de Vandelli (Androsace vandellii) est très régulièrement observée sur les parois granitiques où elle forme localement des populations intéressantes par le nombre d’individus concernés. Le Lycopode alpin (Diphasiastrum alpinum) est également présent dans les landes humides sur ce même substrat.
Le Géranium cendré (Geranium cinereum) a été observé sur les passées et auréoles calcaires. Ces 4 espèces sont protégées nationalement.
Du point de vue de la fréquentation, le secteur est parcouru de manière assez hétérogène.
La zone forme un ensemble de milieux caractéristiques de la haute montagne granitique pyrénéenne. Elle est notamment caractérisée par une ambiance minérale très marquée, par la présence de nombreux lacs et cours d’eau et par un système de glaciers vrais parmi les plus importants des Pyrénées.
Elle correspond aux têtes des trois bassins affluents du gave de Cauterets, respectivement d'ouest en est, le gave du Lutour, le gave de Gaube et le gave du Marcadau. Cette zone présente donc une cohérence fonctionnelle notamment liée au réseau hydrographique. Ces trois cours d’eau, d’orientation générale sud-nord, forment des vallées parallèles séparées par des crêtes suivant la même orientation.
La limite sud-est correspond à la crête qui relie le Vignemale au Malh Arrouy. Puis la limite est de la ZNIEFF part plein nord, en crête à nouveau, jusqu’au col de Riou, en passant par le pic de Cestrède et le pic d’Ardiden. Au nord, la ZNIEFF s’arrête approximativement au niveau de Cauterets, et suit en partie le ruisseau de Billou et le gave de Cambasque. Les zones habitées et artificialisées de Cauterets sont exclues. Une grande partie du domaine skiable du Lys est exclue de la ZNIEFF de type 1, car elle présente peu d’enjeux naturels identifiés. En revanche, la partie haute du domaine, riche en flore déterminante notamment, a été intégrée. Pour ce qui est de la limite ouest, elle suit la crête qui relie le Soum de Groum au pic de Cambalès.
Par ailleurs, la frontière avec l’Espagne forme la limite sud de la zone, qui culmine au Vignemale (3 298 m), le sommet le plus élevé des Pyrénées françaises.
L’ensemble de la zone fait l’objet d’un réseau dense de données déterminantes, ainsi que d’habitats floristiques et faunistiques.
